Sistema somatosensorial


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El tacto es un medio fundamental para recibir información. Esta foto muestra marcas táctiles que identifican escaleras para personas con discapacidad visual.

El sistema somatosensorial es una parte del sistema nervioso sensorial que está asociado con el sentido del tacto, pero incluye receptores paralelos y vías nerviosas para las sensaciones de temperatura, posición y movimiento del cuerpo y dolor. [1] Este complejo sistema de neuronas sensoriales y vías neurales responde a cambios en la superficie o en el interior del cuerpo. Los axones (como fibras nerviosas aferentes ) de las neuronas sensoriales se conectan o responden a varias células receptoras. [a] Estas células receptoras sensoriales se activan mediante diferentes estímulos como el calor y la nocicepción., dando un nombre funcional a la neurona sensorial que responde, como un termorreceptor [b] que transporta información sobre los cambios de temperatura. Otros tipos de receptores incluyen mecanorreceptores , quimiorreceptores y nociceptores que envían señales a lo largo de un nervio sensorial a la médula espinal , donde las señales pueden ser procesadas por otras neuronas sensoriales y luego transmitidas al cerebro para su procesamiento posterior. Los receptores sensoriales se encuentran en todo el cuerpo, incluida la piel , los tejidos epiteliales , los músculos , los huesos y las articulaciones , internos.órganos y el sistema cardiovascular .

Los sentidos somáticos a veces se denominan sentidos somestésicos , [3] entendiendo que la somesthesis incluye el sentido del tacto , la propiocepción (sentido de posición y movimiento), [a] y (según el uso) la percepción háptica . [4]

El mapeo de las superficies corporales en el cerebro se llama somatotopía . En la corteza, también se le conoce como homúnculo cortical . Sin embargo, este mapa de la superficie del cerebro ("cortical") no es inmutable. Pueden ocurrir cambios dramáticos en respuesta a un derrame cerebral o una lesión.

Resumen del sistema

Este diagrama rastrea linealmente (a menos que se mencione lo contrario) las proyecciones de todas las estructuras conocidas que permiten el contacto con sus puntos finales relevantes en el cerebro humano.

Receptores sensoriales

Cada uno de los cuatro mecanorreceptores de la piel responde a diferentes estímulos durante períodos cortos o largos.

Las terminaciones nerviosas de las células de Merkel se encuentran en la epidermis basal y los folículos pilosos ; reaccionan a vibraciones bajas (5-15  Hz ) y un toque estático profundo, como formas y bordes. Debido a que tienen un campo receptivo pequeño (información extremadamente detallada), se utilizan más en áreas como las yemas de los dedos; no están cubiertos (sin cáscara) y, por lo tanto, responden a presiones durante largos períodos.

Los corpúsculos táctiles reaccionan a vibraciones moderadas (10–50 Hz) y al tacto ligero. Se localizan en las papilas dérmicas ; debido a su reactividad, se localizan principalmente en las yemas de los dedos y los labios. Responden en potenciales de acción rápida , a diferencia de las terminaciones nerviosas de Merkel. Son responsables de la capacidad de leer Braille y sentir estímulos suaves.

Los corpúsculos de Pacini determinan el tacto grueso y distinguen sustancias rugosas y blandas. Reaccionan en potenciales de acción rápidos, especialmente a vibraciones alrededor de 250 Hz (incluso hasta centímetros de distancia). Son los más sensibles a las vibraciones y tienen grandes campos receptores. Los corpúsculos de Pacini reaccionan solo a estímulos repentinos, por lo que las presiones como la ropa que siempre está comprimiendo su forma se ignoran rápidamente. También se les ha implicado en la detección de la ubicación de las sensaciones táctiles en herramientas portátiles. [5]

Los corpúsculos bulbosos reaccionan lentamente y responden al estiramiento sostenido de la piel. Son responsables de la sensación de deslizamiento del objeto y desempeñan un papel importante en el sentido cinestésico y el control de la posición y el movimiento de los dedos. Las células de Merkel y bulbosas (de respuesta lenta) están mielinizadas ; el resto, de respuesta rápida, no lo son. Todos estos receptores se activan ante presiones que aplastan su forma y provocan un potencial de acción. [6] [7] [8] [9]

Corteza somatosensorial

Gray's Anatomy , figura 759: el tracto sensorial, que muestra la vía (azul) que asciende por la médula espinal, a través del tálamo somatosensorial, hasta S1 (áreas Brodmann 3, 1 y 2), S2 y BA7
Gray's Anatomy , figura 717: detalle que muestra la trayectoria adyacente a la corteza insular (ínsula marcada en esta figura), adyacente a S1, S2 y BA7

La circunvolución poscentral incluye la corteza somatosensorial primaria ( áreas 3, 2 y 1 de Brodmann ) denominada colectivamente S1.

BA3 recibe las proyecciones más densas del tálamo . BA3a está involucrado con el sentido de la posición relativa de las partes vecinas del cuerpo y la cantidad de esfuerzo que se utiliza durante el movimiento. BA3b es responsable de distribuir información somatosensorial, proyecta información de textura a BA1 e información de forma y tamaño a BA2.

La región S2 ( corteza somatosensorial secundaria ) se divide en el área S2 y el área ventral parietal. El área S2 está involucrada con la percepción táctil específica y, por lo tanto, está integralmente vinculada con la amígdala y el hipocampo para codificar y reforzar los recuerdos.

El área ventral parietal es el relé somatosensorial a la corteza premotora y al centro de memoria somatosensorial, BA5.

BA5 es el campo de memoria somato organizado topográficamente y el área de asociación.

BA1 procesa la información de textura mientras que BA2 procesa la información de tamaño y forma.

El área S2 procesa el tacto ligero, el dolor, la sensación visceral y la atención táctil.

S1 procesa la información restante (tacto crudo, dolor, temperatura). [10] [11] [12]

BA7 integra información visual y propioceptiva para localizar objetos en el espacio. [13] [14]

La corteza insular (ínsula) juega un papel en el sentido de propiedad corporal, autoconciencia corporal y percepción. La ínsula también desempeña un papel en la transmisión de información sobre el tacto sensual, el dolor, la temperatura, la picazón y el estado del oxígeno local. Insula es un relé altamente conectado y, por lo tanto, participa en numerosas funciones.

Estructura

El sistema somatosensorial se extiende por todas las partes principales del cuerpo de los vertebrados . Se compone tanto de los receptores sensoriales y neuronas sensoriales en la periferia (piel, músculo y órganos por ejemplo), a las neuronas más profundas dentro del sistema nervioso central .

Vía somatosensorial general

Toda la información de contacto / vibración aferente asciende por la médula espinal a través de la vía del lemnisco columna medial posterior (dorsal) a través de gracilis (T7 y abajo) o cuneatus (T6 y arriba). Cuneatus envía señales al núcleo coclear indirectamente a través de la materia gris espinal, esta información se usa para determinar si un sonido percibido es solo ruido / irritación de las vellosidades. Todas las fibras se cruzan (la izquierda se convierte en derecha) en la médula.

Una vía somatosensorial típicamente tendrá tres neuronas: [15] de primer orden, segundo orden y tercer orden.

  1. La neurona de primer orden es un tipo de neurona pseudounipolar y siempre tiene su cuerpo celular en el ganglio de la raíz dorsal del nervio espinal con un axón periférico que inerva los mecanorreceptores táctiles y un axón central que hace sinapsis en la neurona de segundo orden. Si la vía somatosensorial se encuentra en partes de la cabeza o el cuello que no están cubiertas por los nervios cervicales, la neurona de primer orden serán los ganglios del nervio trigémino o los ganglios de otros nervios craneales sensoriales ).
  2. La neurona de segundo orden tiene su cuerpo celular en la médula espinal o en el tronco del encéfalo. Los axones ascendentes de esta neurona se cruzarán ( decusarán ) hacia el lado opuesto, ya sea en la médula espinal o en el tronco del encéfalo .
  3. En el caso del tacto y ciertos tipos de dolor, la neurona de tercer orden tiene su cuerpo celular en el núcleo ventral posterior del tálamo y termina en la circunvolución poscentral del lóbulo parietal en la corteza somatosensorial primaria (o S1).
El tacto puede provocar muchas reacciones fisiológicas diferentes. Aquí, un bebé se ríe de que una hermana mayor le haga cosquillas .

Los fotorreceptores, similares a los que se encuentran en la retina del ojo , detectan la radiación ultravioleta potencialmente dañina ( ultravioleta A específicamente), lo que induce una mayor producción de melanina por los melanocitos . [16] Por lo tanto, el bronceado ofrece a la piel una protección rápida contra el daño del ADN y las quemaduras solares causadas por la radiación ultravioleta (daño del ADN causado por el ultravioleta B ). Sin embargo, si esto ofrece protección es discutible, porque la cantidad de melanina liberada por este proceso es modesta en comparación con las cantidades liberadas en respuesta al daño del ADN causado por la radiación ultravioleta B.[dieciséis]

Retroalimentación táctil

La retroalimentación táctil de la propiocepción se deriva de los propioceptores de la piel, los músculos y las articulaciones. [17]

Equilibrio

El receptor del sentido del equilibrio reside en el sistema vestibular del oído (para la orientación tridimensional de la cabeza y, por inferencia, el resto del cuerpo). El equilibrio también está mediado por el reflejo cinestésico alimentado por la propiocepción (que detecta la ubicación relativa del resto del cuerpo a la cabeza). [18] Además, la propiocepción estima la ubicación de los objetos que son detectados por el sistema visual (que proporciona confirmación del lugar de esos objetos en relación con el cuerpo), como entrada a los reflejos mecánicos del cuerpo.

Tacto fino y tacto crudo

El homúnculo cortical , un mapa de áreas somatosensoriales del cerebro, fue ideado por Wilder Penfield .

El tacto fino (o tacto discriminativo) es una modalidad sensorial que permite a un sujeto sentir y localizar el tacto. La forma de tacto donde la localización no es posible se conoce como tacto crudo. La vía columna posterior-lemnisco medial es la vía responsable del envío de información de tacto fino a la corteza cerebral del cerebro.

El toque crudo (o toque no discriminativo) es una modalidad sensorial que permite al sujeto sentir que algo lo ha tocado, sin poder localizar dónde fue tocado (contrastando "toque fino"). Sus fibras se transportan en el tracto espinotalámico , a diferencia del tacto fino, que se transporta en la columna dorsal.[19] Como el tacto fino normalmente funciona en paralelo al tacto crudo, una persona podrá localizar el tacto hasta que las fibras que llevan el tacto fino ( columna posterior-vía del lemnisco medial ) se hayan interrumpido. Entonces el sujeto sentirá el toque, pero no podrá identificar dónde fue tocado.

Procesamiento neuronal del toque social

La corteza somatosensorial codifica la información sensorial entrante de los receptores de todo el cuerpo. El tacto afectivo es un tipo de información sensorial que provoca una reacción emocional y suele ser de naturaleza social, como un contacto físico humano. En realidad, este tipo de información se codifica de manera diferente a otra información sensorial. La intensidad del toque afectivo todavía está codificada en la corteza somatosensorial primaria y se procesa de manera similar a las emociones invocadas por la vista y el sonido, como lo ejemplifica el aumento de adrenalina causado por el toque social de un ser querido, en oposición a la incapacidad física. tocar a alguien que no amas.

Mientras tanto, la sensación de agrado asociada con el tacto afectivo activa la corteza cingulada anterior más que la corteza somatosensorial primaria. Los datos de imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) muestran que el aumento de la señal de contraste del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) en la corteza cingulada anterior, así como en la corteza prefrontal, está altamente correlacionada con las puntuaciones de agrado de un toque afectivo. La estimulación magnética transcraneal inhibidora (EMT) de la corteza somatosensorial primaria inhibe la percepción de la intensidad del tacto afectivo, pero no la agradabilidad del tacto afectivo. Por lo tanto, el S1 no está directamente involucrado en el procesamiento de la agradabilidad del tacto socialmente afectivo, pero aún juega un papel en la discriminación de la ubicación y la intensidad del tacto. [19]

Variación individual

Diversos estudios han medido e investigado las causas de las diferencias entre individuos en el sentido del tacto fino. Un área bien estudiada es la agudeza espacial táctil pasiva, la capacidad de resolver los finos detalles espaciales de un objeto presionado contra la piel inmóvil. Se han utilizado una variedad de métodos para medir la agudeza espacial táctil pasiva, quizás el más riguroso es la tarea de orientación de rejilla. [20] En esta tarea, los sujetos identifican la orientación de una superficie ranurada presentada en dos orientaciones diferentes, [21] que se pueden aplicar manualmente o con equipo automatizado. [22] Muchos estudios han mostrado una disminución en la agudeza espacial táctil pasiva con la edad; [23] [24] [25]Se desconocen las razones de esta disminución, pero pueden incluir la pérdida de receptores táctiles durante el envejecimiento normal. Sorprendentemente, la agudeza espacial táctil pasiva del dedo índice es mejor entre los adultos con yemas de los dedos índices más pequeños; [26] Se ha demostrado que este efecto del tamaño de los dedos es la base de la mejor agudeza espacial táctil pasiva de las mujeres, en promedio, en comparación con los hombres. [26] La densidad de los corpúsculos táctiles , un tipo de mecanorreceptor que detecta vibraciones de baja frecuencia, es mayor en los dedos más pequeños; [27] lo mismo puede aplicarse a las células de Merkel , que detectan las hendiduras estáticas importantes para la agudeza espacial fina. [26]Entre los niños de la misma edad, los que tienen dedos más pequeños también tienden a tener una mejor agudeza táctil. [28] Muchos estudios han demostrado que la agudeza espacial táctil pasiva mejora entre los ciegos en comparación con los individuos videntes de la misma edad, [25] [29] [30] [31] [32] posiblemente debido a la plasticidad intermodal en el cerebro corteza de los ciegos. Quizás también debido a la plasticidad cortical, las personas que han sido ciegas desde su nacimiento consolidan la información táctil más rápidamente que las personas videntes. [33]

Significación clínica

Una deficiencia somatosensorial puede ser causada por una neuropatía periférica que afecta los nervios periféricos del sistema somatosensorial. Esto puede presentarse como entumecimiento o parestesia .

sociedad y Cultura

La tecnología háptica puede proporcionar sensación táctil en entornos virtuales y reales. [34] En el campo de la terapia del habla , la retroalimentación táctil se puede utilizar para tratar los trastornos del habla . [ cita requerida ]

Ver también

  • Alochiria
  • Señalización celular
  • Órgano del tendón de Golgi
  • Comunicación háptica
  • Percepción háptica
  • Huso muscular
  • Cognición celular molecular
  • miembro fantasma
  • Intimidad física
  • Mapas sensoriales
  • Sentidos especiales
  • Circunvolución supramarginal
  • Ilusión táctil
  • Vibratese , método de comunicación a través del tacto.
  • Imágenes táctiles

Notas

  1. ^ a b Los receptores del canal piezoeléctrico desempeñan un papel clave en la percepción de la presión, el tacto y la propiocepción (receptor Piezo2). [2]
  2. ^ Los receptores TRPV1 y TRPM8 juegan un papel clave en la percepción del calor y el frío. [2]

Referencias

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enlaces externos

  • Medios relacionados con Somatosensation en Wikimedia Commons
  • Anatomía del tacto . Serie documental fáctica de BBC Radio 4 .
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